NASA. El viento eléctrico puede dejar a un planeta sin su atmósfera y océanos

Venus posee un “viento eléctrico” lo suficientemente fuerte como para arrancar los componentes del agua de su atmósfera superior. Dicho “viento eléctrico” ha jugado un papel significativo en el proceso de dejarle desprovisto de sus océanos, según investigadores de la NASA a partir de nuevos resultados de la Misión “Venus Express” de la ESA (Agencia Espacial Europea). La existencia de los vientos eléctricos ayudará sin duda a los astrónomos a mejorar la estimación del tamaño y localización de las zonas habitables en torno a otras estrellas.

Se trata de regiones del espacio en las que su temperatura permitiría la existencia de agua líquida sobre la superficie de otros planetas, convirtiéndolos en lugares apropiados para albergar vida. Algunas estrellas emiten más luz ultravioleta que nuestro Sol, de manera que si esto genera vientos eléctricos más fuertes en los planetas que las orbitan, entonces la zona habitable alrededor de dichas estrellas podría ser más estrecha y situarse más lejos de lo que se pensaba.

«Es increíble e impactante» aseguró Glyn Collinson, un científico del NASA’s Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland (EEUU). «Nunca soñamos que un viento eléctrico pudiera ser tan potente como para absorber el oxígeno de una atmósfera y enviarlo al espacio exterior. Esto es algo que deberá formar parte de la checklist cuando realizamos una búsqueda de planetas habitables alrededor de otras estrellas.» Collinson es el principal autor del informe sobre esta investigación, publicado el 20 de junio de 2016 en la revista Geophysical Research Letters.

Venus es en muchos aspectos el planeta más parecido a la Tierra, en términos de su tamaño y gravedad, y existe evidencia de que una vez, en su pasado remoto, tuvo océanos de agua. Sin embargo, con una temperatura de 460 ºC en su superficie, cualquier océano hoy se evaporaría. Venus es inhabitable en la actualidad. La gruesa y espesa atmósfera de Venus, con una presión 100 veces la de la Tierra, posee entre 10.000 y 100.000 veces menos agua que la atmósfera de nuestro planeta. Algo tuvo que eliminar todo ese vapor, y lo que se cree en la actualidad es que la mayor parte del vapor original se disoció en hidrógeno y oxígeno: el hidrógeno ligero escapó, mientras que el oxígeno oxidó las rocas a lo largo de miles de millones de años. También el viento solar, un flujo de gas eléctricamente conductor que sale del Sol a una velocidad de 1,5 millones de km/h, pudo haber erosionado, de manera lenta pero segura, los restos de un océano de oxígeno y agua de la atmósfera superior de Venus.

«Hemos encontrado que un viento eléctrico, que la gente habitualmente piensa que no es más que un pequeño eslabón de una gran cadena, es de hecho este gran monstruo capaz de absorber el agua de Venus por sí mismo,» declaró Collinson.

Puesto que todos los planetas poseen un campo gravitatorio, más o menos intenso, se cree que cada planeta con atmósfera está rodeado por un débil campo eléctrico. Mientras la fuerza de la gravedad intenta mantener la atmósfera sobre el planeta, la fuerza eléctrica (la misma fuerza que une la ropa en una secadora y empuja la electricidad a través del tejido) puede ayudar a empujar las capas altas de la atmósfera hacia afuera. En Venus, el hidrógeno más rápido escapa fácilmente, pero este campo eléctrico es tan intenso que puede acelerar incluso los componente más pesados del agua eléctricamente cargados -iones de oxígeno- hasta acelerarlos tanto que escapan de la gravedad del planeta. Cuando las moléculas de agua alcanzan la alta atmósfera, la luz solar rompe el agua en hidrógeno e iones de oxígeno, los cuales son son transportados lejos por el campo eléctrico.

«Si fueses lo bastante desafortunado como para ser un ión de oxígeno en la alta atmósfera de Venus, entonces serías el ganador de una terrible lotería,», asegura Collinson, «Tú y tus otros amigos iones seríais arrastrados a la fuerza hacia el espacio exterior por una mano invisible y nada podría salvaros.»

El equipo de investigación descubrió el campo eléctrico de Venus utilizando el espectrómetro de electrones, un componente del instrumento ASPERA-4, a bordo de la Venus Express (ESA). Monitorizaron electrones fluyendo hacia las capas altas de la atmósfera cuando se dieron cuenta de que no se movían a la velocidad esperada. El equipo observó que esos electrones tuvieron que ser empujados por el fuerte campo eléctrico de Venus. Midiendo el cambio en su velocidad, el equipo fue capaz de medir la fuerza del campo eléctrico, descubriendo que era mucho más intenso de lo que nadie había sospechado, y al menos 5 veces más fuerte que el de la Tierra.

«No sabemos realmente por qué es mucho más fuerte en Venus que en la Tierra,» declaró Collinson, «pero pensamos que tiene algo que ver con su menor distancia al Sol y con que la luz solar ultravioleta es allí dos veces más brillante.

Tal información también nos ayuda a comprender otros mundos alrededor del Sistema Solar.

«Hemos estado estudiando los electrones fluyendo de Titán (luna de Saturno) y Marte, además de Venus, y los iones realmente escapan hacia el espacio exterior, «aseguró Andrew Coates, quien lidera el equipo de espectrómetro de electrones de la University College London (Inglaterra). «La novedad en nuestros resultados es que el campo eléctrico que potencia este escape es sorprendentemente más fuerte en Venus, si lo comparamos con otros planetas. Esto nos ayudará a comprender cómo funciona este proceso universal.»

El viento eléctrico en Marte

Marte es otro de los planetas en el que el viento eléctrico también ha podido jugar un papel importante. La misión MAVEN de la NASA está actualmente orbitando el planeta rojo para determinar las causas por las que perdió la mayor parte de su atmósfera y agua. «Estamos buscando activamente el viento eléctrico de Marte con nuestro completo arsenal de instrumentos científicos de la MAVEN,» declaró Collinson. «MAVEN es un detective robótico dedicado a este misterio de 4 mil millones de años de antigüedad, en el que desaparecieron los océanos y la atmósfera y en el que el viento eléctrico es el principal sospechoso.»

«Incluso un viento eléctrico débil podría todavía jugar un papel relevante en la pérdida de agua y atmósfera en cualquier planeta,» asegura Alex Glocer, de la NASA Goddard, co-autor del informe de esta investigación. «Podría actuar como una cinta transportadora, moviendo los iones más altos de la ionosfera en donde, por medio de otros efectos del viento solar, podrían salir al espacio exterior.

La Venus Express de la ESA fue lanzada el 9 de noviembre de 2005 con la misión de estudiar la compleja atmósfera de Venus. El espectrómetro de electrones fue construido por la Southwest Research Institute de San Antonio, Texas (EEUU), y por la University College London (Inglaterra).

Después de una misión exitosa que concluyó con creces su vida útil, la nave agotó su combustible y se desintegró entrando en la densa y ardiente atmósfera de Venus. La investigación fue financiada por la Misión MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA y por el programa de la NASA «Solar System Workings program«.

Vídeos que muestran efectos del «viento eléctrico» en laboratorio

Por último, me parece interesante mostrar dos vídeos en los que se muestran, con varias aplicaciones domésticas y sencillas, los efectos del «viento eléctrico».